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  近日，北京化工大學(xué)軟物質(zhì)科學(xué)與工程高精尖創(chuàng)新中心劉瑤教授課題組及合作者在《Angew. Chem. Int. Edit.》發(fā)表題為“Naphthalene-Diimide-Based Ionenes as Universal Interlayers for Efficient Organic Solar Cells” 的研究論文，研究人員簡單而高效地合成了基于萘酰亞胺的紫羅烯類聚合物界面材料，研究表明該材料具備普適而且高效的界面調(diào)控能力，大幅度提高富勒烯、非富勒烯乃至三元有機(jī)太陽電池的光電轉(zhuǎn)化效率。

  有機(jī)太陽電池以質(zhì)輕、柔性、可溶液大面積制備等優(yōu)點而受到廣泛的關(guān)注。近年來，有機(jī)太陽電池的光電轉(zhuǎn)化效率取得了顯著進(jìn)步。這除了受益于活性層分子設(shè)計和器件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化外，電池器件的界面工程也至關(guān)重要，置于金屬電極和活性層之間的界面層可降低界面能壘，改善電荷的提取和傳輸，從而提高電池的光電轉(zhuǎn)化效率。

電活性紫羅烯聚合物在太陽電池中具備高效的界面調(diào)控能力，消除金屬電極和有機(jī)半導(dǎo)體層的接觸能壘

  基于N型共軛分子的陰極界面材料在電池器件中可以實現(xiàn)較寬的膜厚加工窗口，極大簡化器件制備工藝，具有廣闊的應(yīng)用前景。經(jīng)典的N型結(jié)構(gòu)單元-萘二酰亞胺（NDI）具有高透光率，吸收光譜和活性層材料重疊較少等特點�；谳炼啺返挠袡C(jī)半導(dǎo)體材料具有優(yōu)異的電學(xué)性能，通常具有較高的電子遷移率，有被用作陰極界面層材料的潛力。該課題組設(shè)計合成了基于萘二酰亞胺結(jié)構(gòu)單元的紫羅烯聚合物作為有機(jī)太陽電池的陰極界面層。該聚合物界面材料的合成簡單高效，不涉及金屬催化劑，非常適用于有機(jī)電子器件的制備。研究表明該聚合物具有優(yōu)異的溶液加工性能和強(qiáng)大的界面調(diào)控能力，可以高效降低金屬電極的功函數(shù)，消除金屬電極和有機(jī)吸光活性層之間的能壘，減少載流子的復(fù)合損耗，普遍適用于富勒烯、非富勒烯和三元有機(jī)太陽電池，可在較寬的膜厚范圍內(nèi)實現(xiàn)高光電轉(zhuǎn)化效率，是一種實用性較強(qiáng)的陰極界面層材料。

顯著提升富勒烯、非富勒烯以及三元有機(jī)太陽電池的性能，適用于多種高性能有機(jī)半導(dǎo)體材料體系，具備優(yōu)異的普適性，在有機(jī)電子器件中顯示出廣闊的應(yīng)用前景。

  北京化工大學(xué)軟物質(zhì)科學(xué)與工程高精尖創(chuàng)新中心為第一通信單位，高精尖創(chuàng)新中心博士研究生劉銘為文章的第一作者。

  文章信息：Naphthalene Diimide-Based Ionenes as Universal Interlayers for Efficient Organic Solar Cells

  https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202004432